Визначення температурних умов отримання субмікро- та наноструктур при дії іонів на магнієві сплави у плазмовому середовищі

Abstract

Магнієві сплави характеризуються високими фізико-механічними властивостями, що робить їх широко застосовуваними в авіаційній техніці. Проте з огляду на високі швидкості та значні температури, в яких працюють сучасні авіаційні конструкції, особливо деталі двигунів, виникає потреба в покращенні їх характеристик. Використання іонізуючого випромінювання для формування наноструктурних і субмікроструктурних шарів на магнієвих сплавах вимагає визначення оптимальних технологічних параметрів. З цією метою проведено теоретичне дослідження впливу іонізуючого випромінювання на магнієвий сплав МЛ9, використовуючи модель, запропоновану раніше. Ця модель дозволяє вирішувати не лише завдання теплопровідності, а й аналізувати термопружний стан у зоні дії іонізуючого випромінювання. В результаті теоретичних досліджень, для широкого спектра іонів, що впливають на магнієві сплави, визначено залежності максимальних температур, а також максимальних і мінімальних температурних напружень від енергії іонів і їх заряду.

Magnesium alloys exhibit high physico-mechanical properties, making them widely used in aerospace engineering. However, considering the high speeds and extreme temperatures at which modern aerospace structures, particularly engine components, operate, there is a need to enhance their performance characteristics. The use of ionizing radiation for forming nanostructured and submicrostructures layers on magnesium alloys requires the determination of optimal technological parameters. To address this, a theoretical study was conducted on the effect of ionizing radiation on the ML9 magnesium alloy using a previously proposed model. This model enables the resolution of not only heat conduction problems but also the analysis of the thermomechanical state in the zone of ionizing radiation exposure. As a result of the theoretical studies, dependencies of maximum temperatures, as well as maximum and minimum thermal stresses, on ion energy and charge were determined for a wide range of ions affecting magnesium alloys.